汽油发动机热效率多少_汽油发动机热效率多少算正常
1.热效率42.1%!比丰田本田还牛的传祺发动机真能省油吗
2.汽油发动机的热效率?
3.为什么汽车发动机热效率不能达到100%
宝马的强悍性能,奔驰的豪华气场,雷克萨斯的稳定耐用。好像国内市场和国际接轨后,舞台几乎全部被国外品牌长期霸占。难道我们的自主品牌一直都没有任何起色么?
答案必然是否定的!今天我们带来的是一汽奔腾T77 RPO,热效率能达到惊人的39.06%,远高出业界水平。
奔腾 T77 PRO 1.5T 发动机的热效率达到 39.06%,获得中汽研官方的热效率认证,是自主量产涡轮增压发动机通过第三方权威认证的最高水平,代表自主量产发动机的最强实力,并达到国际先进水平。
同时,中汽研热效率认证是国内针对发动机热效率的首个客观公正的第三方权威认证!
要知道公认目前大部分汽油车发动机热效率在28%~33%。如此之高的热效率即便是放在时下合资车厂的主流发动机里,也是绝对一流的漂亮数据!那热效率究竟谁是什么,发动机是通过燃烧燃料做功,热效率越高,单位燃料由内燃机转换成的机械能有用功就越高。
通俗地说,同样是一升92号汽油,热效率越高的发动机就能输出更多动力,燃烧更为充分,减少无用的热量等无用功的损失。再通俗点说,热效率越高的发动机在日常使用中会越省油!发动机热效率越大,车辆的动能也就越大,并且整车的动力性能越强。
看似只是提高1%或者2%的热效率很少,但实际上每提高1%的热效率都是极其困难的。那么如此之高的热效率值是如何做到的,一汽奔腾T77PRO搭载的这颗1.5T本身又藏着多少黑科技,让我们一探究竟!
首先,直列4缸,双顶置凸轮轴双VVT可变正时气门,配铝合金缸盖的直喷发动机,这一切放在时下基本上就是个很常规的配置。但一汽奔腾T77PRO搭载的1.5T引擎的压缩比高达11.5,很少有涡轮增压发动机的压缩比原厂能设置的如此之高,超高压缩比带来的不仅能意味着动力越强,还意味着燃油越充分,因而油耗也越低。
但高压缩比会提升发动机爆震的风险,对油品的要求会较高,一般要求加注95号或98号油,同时也会带来零件成本、整车成本、用车成本的上涨,奔腾 T77 PRO 用米勒循环搭载350bar三次喷射系统。同时配合马蹄形活塞解决了这一问题,只需要加注92号汽油就可以满足各种驾驶工况,有效降低了各种使用成本。
传统四冲程发动机膨胀比和压缩比是不相上下的,两者基本一致。但在米勒循环技术的加持下,一汽奔腾T77PRO搭载的这颗第三代智擎魔方发动机可以做到膨胀比大于压缩比,使得发动机更“有劲儿”。勒循环通过进气门的提前关闭,实现了压缩比小于膨胀比,从而达成高效做功。还是以弹簧为例,普通奥拓循环的实际压缩比等于膨胀比,相当压缩了100%的弹簧行程后,弹簧才能弹回到原位置,而米勒循环仅压缩到 80%的行程,即可弹回到原位置。相当于弹簧更有弹力,用更少的力做更多的功,能最大限度将热能转化为机械能,达到提高发动机燃油效率,降低燃油消耗的目的。
与此同时,通过350BAR 超高压直喷系统的配合,燃油雾化效果更好,燃烧更充分。独有的低摩擦技术,DLC 涂层,降低摩擦;用滚轮摇臂驱动气门,摩擦功损失更小;可变刚度气门弹簧,减少配气机构摩擦功损失。智能热管理模块,两级可变流量机油泵,缸盖集成排气歧管,电控活塞冷却喷油嘴技术等一系列先进的特有技术共同协调配合组成的完备统一的系统。
写在最后
百闻不如一见,现在看来,国产汽车厂家的引擎技术并非毫无长进,一汽奔腾T77PRO搭载的这颗1.5T引擎就是很好的例子!
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。
热效率42.1%!比丰田本田还牛的传祺发动机真能省油吗
文/弯道不超车
在电动化的大幕下,很多人都认为我们熟悉的汽油发动机已经到达了瓶颈。基于目前技术的确很难突破,因为目前大部分发动机的热效率只在36~38%之间。
丰田成功创造了40%的民用车世界最高热效率,甚至在混合动力的阿特金森发动机上创造的纪录达到了41%。那么我们自主品牌发动机,距离这个世界最先进水平还差多远?
近日,东风风神发布了一款代号为C15TDR的新一代自主研发发动机,其中的C15TDR发动机的动力版热效率达到39%,经国家质检中心验证最大功率为150kW、最大扭矩320Nm,换算为升功率和升扭矩后达到了惊人的102kW/L和217Nm/L。
难以置信的是,C15TDR发动机还有一款高效版,经中汽研验证其高效版热效率高达41.07%,成为获得中汽研和国家质检中心双重认证的“中国最强”发动机。那么C15TDR发动机是如何做到的?
C15TDR发动机是基于平台化、模块化理念开发的东风全新一代高性能增压直喷汽油机,在设计之初,C15TDR发动机就是东风公司应对五阶段油耗和国6b?RDE排放开发出来的,并具备国7潜力。它汇集了当前世界上最新一代内燃机的众多新技术和开发理念。
例如用了高效抗爆震快速燃烧系统、智能热管理系统及深度降摩擦技术,集成了阿特金森循环、350bar高压喷射系统、高滚流比进气道和高压缩比燃烧室、低惯量高效电控增压系统、高压冷却EGR、全MAP可变机油泵等行业先进技术。
一副1.5T发动机若要达到现在主流的1.8T~2.0T动力输出水平,首先必须提高燃烧效率。C15TDR发动机用了高效抗爆震快速燃烧技术,这里面包含高滚流的气道,相比第一代机型滚流比提升了21%,通过燃烧系统的匹配化,C15TDR发动机可以使得点火前峰值湍动能提升50%;先进的350bar的喷射系统,可以使喷射的粒径可以减小17%。这些都是它高效抗爆震快速燃烧系统里面最核心的亮点,从而奠定了动力性能与燃油经济性的基础。
如何在有限的排量内最大限度的压榨每一升排量的动力性能,工程师们普遍用的是涡轮增压技术。而C15TDR发动机用了低惯量电控增压器,将更多空气压进气缸参与燃烧,使得1.5T发动机爆发出惊人的320Nm的扭力,这已经达到许多现役2.0T涡轮增压发动机的扭力水平。而且能最大限度的减轻了涡轮迟滞问题,真正实现低速高扭,响应更快,0-30km/h加速时间小于3秒,2秒过灯。
特别值得表扬的是,C15TDR发动机拥有宽平台大扭矩的特性,起爆发力不仅体现在低速起步阶段,即便在高速状态下依然拥有充分的加速能力,80-120km/h的加速时间低于5秒,让高速超车变得更加轻松、安全。
其实,单纯提升动力还不是最难的的,如何在拥有高功率和高扭矩的同时,又能获得优秀的燃油经济性才是关键!这也是车主们在用车时特别关心的问题。
为提升发动机的热效率,行业普遍用阿特金森或米勒循环、缸内直喷、提高压缩比等技术手段。东风风神则创新性的用高效燃烧技术、深度降摩擦技术和智能热管理技术三大技术包,系统性的提升发动机的燃耗效率降低能量损耗。其中高压冷却EGR、暖风控制阀、双腔油底壳、以及电控活塞冷却喷嘴,这四项技术属国内汽油机首次量产应用。
例如外部冷却式废气再循环(C-EGR)技术,通过将废气经过专门的冷却器进行冷却后返回气缸内,抑制爆震,减少壁面传热,提升燃烧效率,这款发动机的EGR率甚至达到20%,处于行业的领先水平。
再比如深度降摩擦技术,C15TDR发动机为此集成了全可变排量机油泵、低粘度机油、电控式活塞冷却喷嘴等20多项降摩擦技术,将摩擦功降至0.4bar,达到丰田等领先车企的水平。
发动机要实现更好的经济性,时刻让发动机保持最佳的运行状态很重要,这就用到了热管理技术。第三代发动机的一个重要的特征就是用高效率的热管理技术,既要让涡轮增压发动机在冷启动时快速升温(特别是冬季高寒地区),又要保证高负荷工作时温度不能太高。为此C15TDR发动机用智能热管理模块,其独立电机控制的高集成度智能热管理模块,加快冷启动暖机速度,让发动机时刻处于最佳的运行状态。
种种努力之下,C15TDR发动机在热效率方面表现非常出色,动力版在保障强悍动力输出的状态下依然能达到39%的热效率,其高效版热效率更是高达41.07%,达到比肩丰田自然吸气发动机的水平,是目前涡轮增压发动机世界最高效水平。同时,在排放方面,C15TDR发动机已经完全可以满足国6?bRDE排放法规的需求,同时具备了国7排放潜力。
最后,还有一个车主们非常关心的问题就是发动机的可靠性怎么样??
C15TDR发动机在开发过程中,完成了“高温(吐鲁番)、高原(昆仑山口)、高寒(冬季黑河)、高湿热(海南)”的环境严苛测试考验,整车实验累计里程超过700公里,这个里程相当于绕赤道175圈,台架试验累计超过4.3万小时。
自主品牌核心动力技术距离世界先进水平还有多远?东风风神的C15TDR发动机给出了很好答案。
展望未来,1.5L是小排量涡轮增压发动机的黄金排量和未来方向,甚至某些时候它比2.0L涡轮增压还要重要。而主机厂要想在未来很长时间内建立核心技术优势,必须在小排量发动机技术上占领制高点,显然东风风神已经打响了这场攻坚战。C15TDR发动机凭借国际最先进的技术架构以及博世、博格华纳等国际品牌技术合作夹持,已经具备了与世界一流发动机一较高下的实力。从这副发动机身上,我们也看到了自主品牌突破核心技术,创新研发的希望。
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。
汽油发动机的热效率?
2017年,丰田凯美瑞正式换代,伴随着换代,丰田正式启用了Dynamic?Force系列发动机。而这一发动机最大的卖点就是高达40%(燃油版本)/41%(混动版本)的热效率。在丰田强大的宣传攻势下,发动机热效率这一名词也深入人心,成为省油的新代名词。
从今年开始,中国汽车厂商也开始了热效率的军备竞赛。先是长安在3月5日亮相的UNI-T,它搭载的1.5T蓝鲸发动机热效率高达40%,接下来是长城第三代哈弗H6的1.5GDIT?EVO?发动机热效率达到39%,一汽奔腾1.5T,热效率39%;还有最近的广汽传祺第四代2.0ATK?,热效率直接到达42.1%。除了热效率43%(非官方发布数据)的马自达SKYACTIV-X发动机,广汽传祺的2.0ATK已经是世界上热效率最高的汽油机。
热效率是指对于特定热能转换装置,其有效输出的能量与输入的能量之比。对于发动机来说,就是输出的动力占汽油能量的多少。从定义就不难发现,热效率越高,同一的功率输出消耗更少的燃油,也就是更加的省油。打个比方,高热效率的发动机属于易胖体质,吃下去的东西很容易长肉,而低热效率的发动机属于不易胖体质,得吃下去很多东西才能长肉。想要产出同等质量的肉,低效率的发动机需要吃下更多的东西,那就是耗油。
在节能减排的趋势下,发动机热效率成为了大家关注点之一,毕竟汽车的动力来源是发动机,如果源头的效率高了,那么自然油耗就会下降了。
如果想要提升热效率,那么就得了解一下热损失。发动机在做功过程中会有三种热损失,一是摩擦损失,二是泵气损失,三是冷却损失。摩擦损失是指因发动机内部零部件之间的摩擦而损失的热能。泵气损失是指发动机因为进气和排气需要克服气道阻力所消耗的热能。冷却损失是指发动机散热而损失的热能。
要解决第一种热损失,用更低摩擦的涂层,可变排量机油泵、低粘度机油等手段降低发动机内部的摩擦。而解决第二种热损失,需要用阿特金森循环,高压缩比,缸内燃烧控制系统等手段榨干汽油的每一滴能量,但是这种方法往往会降低发动机的动力性能。而解决第三种热损失则要使用电子水泵,温控模块等精准控温手段。
想要提升热效率的话,说难很难,说容易也很容易。如果专注提升热效率,那么就相对简单,例如传祺的2.0ATK。虽然它的热效率达到42%,它用了阿特金森循环和15.6的超高压缩比。阿特金森循环的压缩比小于膨胀比,能够榨干汽油的每一滴能量,但是会影响动力性能。所以这款发动机的最大功率只有105kW,最大扭矩180牛·米,约等于1.8L自然吸气的动力水平。
这种牺牲动力性能换取热效率的做法确实能够刷出不错的成绩,丰田和本田的2.5L和2.0L也是这么刷热效率的。但是这种发动机的动力非常差,只能用在混合动力上,否则这弱鸡的性能一定会被消费者无情地嫌弃。
而难的地方在于动力和热效率兼顾。所以,在第四代ATK隔壁第三代2.0TGDI反而更加难能可贵。它拥有40.23%热效率的同时,最大功率有185kW,最大扭矩390牛·米。在只牺牲2%最高热效率的代价下,动力性能翻倍。同样,长安蓝鲸系列1.5T发动机也十分厉害,在热效率达到40%的同时,拥有132kW的最大功率和300牛·米的最大扭矩,比本田的1.5T动力性能还要强。
虽然热效率提升,确实会更加省油,但是到了实际层面,搭载高热效率发动机的车型未必省油。首先,因为发动机输出的动力,还要经过变速箱、半轴和轮胎才能最终转为推动力,这几个环节的效率会影响发动机的油耗表现。就以变速箱这个层面来说,优秀的AT变速箱传动效率在80-90%之间,而双离合变速箱的传动效率往往达到了96%。光是变速箱结构的差异就能够抹平发动机热效率的那么1-2%的提升。
第二,所有宣传的热效率,其实是最高热效率,它只有在特定转速和特定负载组合下才能达成,如果这个区域太过狭小,而区域之外的热效率又很低,那么它实际的燃油效果还不如最高热效率低,但是平均热效率高的发动机。
所以,我们能看到一个比较奇怪的现象,热效率高的车型油耗未必更低。虽然在汽车之家的口碑显示,长安UNI-T比本田CR-V更加省油,不过这需要考虑到UNI-T用的是双离合变速箱,而CR-V用的是CVT变速箱。我自己曾在同一段路(接近40km)上开过凯美瑞(2.5L)和天籁(2.0T),凯美瑞的表显油耗是8.5L/100km,而天籁的表显油耗是6.5L/100km。
理论上发动机热效率高更加省油的,不过在实际用车的情况下,变速箱的传动效率,齿比设计和轮胎等要素,也就是俗称的调校影响更大。热效率的宣传意义比实际意义更大,毕竟用一个实打实的数据宣传总比一句虚无缥缈的节能省油来得更有冲击感,更容易让人记住。当年比亚迪秦?5.9秒百公里加速和2L/100km的油耗让秦一炮而红,收获关注度。
热效率更高当然是一件好事,不过热效率高并不一定代表节油,因为影响最终油耗的因素太多,想要买到真正节油的车型,还是需要多看实测的数据。
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为什么汽车发动机热效率不能达到100%
汽油发动机的热效率是指发动机输出的机械功与燃烧燃油产生的化学能之间的比率。即有多少热量转化成有效功。目前发动机的热效率一般只有30%多一点。
汽油发动机:
GasolineEngine,是以汽油作为燃料,将内能转化成动能的的发动机。由于汽油粘性小,蒸发快,可以用汽油喷射系统将汽油喷入气缸,经过压缩达到一定的温度和压力后,用火花塞点燃,使气体膨胀做功。汽油机的特点是转速高、结构简单、质量轻、造价低廉、运转平稳、使用维修方便。
工作原理:
发动机是将化学能转化为机械能的机器,它的转化过程实际上就是工作循环的过程,简单来说就是是通过燃烧气缸内的燃料,产生动能,驱动发动机气缸内的活塞往复的运动,由此带动连在活塞上的连杆和与连杆相连的曲柄,围绕曲轴中心作往复的圆周运动,而输出动力的。
为什么汽车发动机热效率不能达到100%?
为什么汽车发动机热效率不能达到100%?内燃机运转时,热效率是根据现状不断变化的!40%的热效率只是在一定的发动机转速和负载下,而平均热效率仅为35%左右,这意味着约有65%的热量损失了。
来看看65%的热量是怎么消耗的,不消耗的时候会发生什么!我们汽车的发动机之所以不熔化,其实是靠冷却系统来帮助散热的,因为气缸壁外侧和气缸盖外侧都充满了冷却液;它可以快速删除。
燃烧室和缸盖外侧冷却液量大,缸壁最高温度只有100℃以上!但是我们没有办法打破热力学定律的束缚,我们内燃机就是从热力学定律衍生出来的,这样走下去是不可能打破热力学定律的束缚的,所以这里还有一个悖论。
就是说内燃机是不是完全服从于传统的热力学定律,而内燃机未来的发展目标是要打破热力学定律?很有可能克服摩擦力,造出永动机,汽车的油耗可能不是三分之一,但提速后,油耗为零。只是刹车就可以了几滴油跑步概念可以跑一天。
当然,影响的不只是汽车,其他所有行业也都要经历一次大的现代化改造,毫不夸张地说,这是两个不同的世界。对于普通家用车来说,很难再热效率、动力和发动机寿命之间取得平衡,所以发动机的热效率越高越好!
如果发动机的热效率达到100%,则意味着发动机活塞气缸、发动机曲轴轴承、点火线圈等部件的摩擦为零,其产生的热量将作用于外部。他们给我们带来的体验是,油箱里的续航里程会增加2-3倍。
此外,这款发动机将不再需要冷却液,其安静运行趋于为零。在进气冲程期间喷射氢燃料,气缸冷却系统必须非常先进。进气温度和汽缸散热率很重要,还有其他基础技术会保持不变,未来会有。
当然,一开始是沼气和氢燃料混合用于内燃机,然后内燃机本身会产生一些氢燃料。当然,要完全实现开水技术,还有很多技术需要创新。如果汽车发动机的热效率达到100%,这意味着输出的机械能全部转化为燃烧产生的能量。
然后汽车可以在毫秒内加速到100公里,油耗几乎为零。这是一件无法描述的事情。首先可以肯定的是,燃料不可能是普通的取暖油,普通燃油发动机的热效率在70%左右,这是理论极限。
如果超过这个极限,就可以说是永动机了核燃料的理论极限更高,可以达到99%燃料发动机的火用效率可以无限接近100%,而核燃料的火用效率只能达到20%,并且覆盖在火花塞和活塞的表面,形成积碳,这是不完全燃烧的结果。
积碳会影响下一次火花塞和瓦斯的爆炸。所以车内的汽油并没有100%燃烧。打开四冲程排气阀后,释放出二氧化碳和氮氧化物颗粒。也就是汽车行驶了2万公里之后。用于更换火花塞和处理保养气缸积碳。
比如比亚迪最近发布的骁云发动机,效率高达43%,被认为是目前发动机中效率最高的车用发动机之一。效率的提升意味着做功能力更强,在相同的燃油放热量下可以行驶,更大的做功能力加上高效的传动,可以让汽车行驶更远的距离。
同样的距离可以省油.油的内能一部分转化为机械动能,另一部分转化为混沌能。熵,即一种能量转化为多种能量的过程,会增加。如果油的内能全部转化为机械动能,熵就不会增加,所以永远不可能是100%的热效率。
而且,如果能够100%无损转换,永动机将成为现实。所以说,这才是热效率不能达到100%的原因了。
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